不同運行參數(shù)下的吸收式熱泵系統(tǒng)性能研究

(華陽電業(yè)有限公司，福建 廈門 361000)

0 引 言

吸收式熱泵以輸入的高品質(zhì)熱能作為驅(qū)動能源，從低溫熱源回收低品位熱量，并連同高品質(zhì)熱量傳遞給熱網(wǎng)水[1]，其流程圖如圖1所示，吸收式

圖1 吸收式熱泵原理圖

熱泵由發(fā)生器、冷凝器、吸收器、蒸發(fā)器組成[2]。文中以某200 MW吸收式熱泵機組為例進行現(xiàn)場實驗，對不同運行參數(shù)下的系統(tǒng)性能進行了研究。

1 試驗機組與設備

機組為蒸汽驅(qū)動的溴化鋰吸收式熱泵。具體技術參數(shù)見表1。

表1吸收式熱泵性能指標

參 數(shù)數(shù) 據(jù)熱泵臺數(shù)8單臺抽汽壓力(MPa)0.4單臺抽汽溫度(℃)250單臺額定采暖抽汽量(t/h)600驅(qū)動蒸汽量(t/h)300進熱泵熱網(wǎng)水流量(t/h)10000

2 熱泵性能受背壓的影響

通過對該吸收式熱泵機組的實驗測試，得到吸收式熱泵熱網(wǎng)水進出口溫度與背壓之間的關系(如圖2所示)，以及熱泵吸熱量、COP值隨背壓的變化曲線(如圖3所示)。

圖2 進出口水溫隨背壓變化的關系曲線

圖3 熱泵吸熱量、COP值隨背壓的變化曲線

從圖2中可以看出，機組背壓增加，進出口水溫隨之增加，進口水溫基本維持在30～34 ℃范圍內(nèi)，隨著背壓由6.2 kPa增加到11.5 kPa，出口水溫由44 ℃增加到53 ℃，另外，可以觀察到，吸收式熱泵進出口溫度隨背壓增加呈線性變化趨勢，用Origin軟件進行線性擬合，得到進出口水溫線性擬合公式如下：

y=0.74x+25.30(R2=0.88)

(1)

式中,x為機組背壓，kPa；y為熱泵進口水溫, ℃。

y=1.86x+31.46(R2=0.94)

(2)

式中,x為機組背壓，kPa；y為熱泵出口水溫，℃。

從圖3中可以看出，機組背壓增加，吸收式熱泵吸熱量明顯增加，當背壓從6.2 kPa增加到11.5 kPa時，吸熱量增加了30 MW，COP由1.2增加到1.35，其線性擬合公式如下：

y=5565x+15473(R2=0.97)

(1)

式中,x為機組背壓，kPa；y為熱泵吸熱量, kW。

y=0.03x+1.0(R2=0.90)

(2)

式中,x為機組背壓，kPa；y為熱泵COP值。

3 熱泵性能受水流量的影響

吸收式熱泵COP與熱網(wǎng)水流量之間的關系如圖4所示?？芍?，熱泵COP隨熱網(wǎng)水流量的增大而增大，水流量從5 000 t/h增加到10 000 t/h，COP增加約0.6，因此，增加吸收式熱泵流量有利于增加機組的整體性能。

圖4 熱網(wǎng)水流量與COP變化的關系曲線

4 結(jié)束語

文中對熱泵的進出口水溫、吸熱量及COP值隨機組背壓的變化關系進行了實驗研究和線性擬合，發(fā)現(xiàn)當機組背壓每上升1 kPa時，吸收式熱泵出口溫度增加1.86 ℃，吸熱量增加5 565 kW，COP增加0.03；吸收式熱泵的循環(huán)水流量越大，COP值越大，因此，增加水流量可以使吸收式熱泵性能得到明顯提升。

5 展望

吸收式熱泵可以利用少量高品質(zhì)的熱量或者電能驅(qū)動，用來從低溫熱源吸收熱量，這種運行模式可有效利用低溫余熱，提高系統(tǒng)一次能源利用率，因此，吸收式熱泵機組在集中供熱系統(tǒng)或者分布式能源系統(tǒng)中均有較廣泛的應用[3-4]，大力開展針對吸收式熱泵的性能研究，包括增加系統(tǒng)吸熱量，降低系統(tǒng)自身能耗等，具有重要的理論價值和工程意義。